可控不壓井作業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用

張康衛(wèi) 袁 龍 彭 軍 于 峰 向招祥

（大港油田井下作業(yè)公司 中國 天津 300283）

0 引言

大港油田開發(fā)已進(jìn)入中后期，經(jīng)過多年的開采，地層壓力降低、洗壓井作業(yè)壓井液漏失嚴(yán)重，不僅造成修井成本的增加，更為嚴(yán)重的是油井恢復(fù)期延長，油層污染嚴(yán)重，產(chǎn)能急劇下降，出現(xiàn)了許多對生產(chǎn)不利的影響；對于高壓低滲透油藏，關(guān)井恢復(fù)井口壓力較高，采用鹵水或高密度壓井液壓井還非常困難，不容易壓住，開井防噴溢流量較?。贿€有就是有些敏感性油氣藏，壓井后容易造成油層污染產(chǎn)量的急劇下降。

圖1 港10-30-2井清水壓井作業(yè)后產(chǎn)量變化

圖2 段37-51井鹵水壓井作業(yè)后產(chǎn)量變化

主要表現(xiàn)在：一、低壓漏失油藏，產(chǎn)層壓力系數(shù)普遍降低，地層虧空嚴(yán)重，許多井壓力系數(shù)僅能達(dá)到0.6-0.7左右，壓井液漏失嚴(yán)重，壓井作業(yè)后導(dǎo)致一些油井產(chǎn)量下降或完全喪失（見圖1），主要區(qū)塊：港東油田、港中油田、港西油田；二、高壓低滲透油藏，清水壓不住井，鹵水壓井后堵塞孔道、污染地層，致使油氣井恢復(fù)期延長、含水上升，產(chǎn)量下降或完全喪失（見圖2），主要區(qū)塊：段六撥油田；三、敏感性油氣藏，壓井液在壓差的作用下侵入地層，對儲層造成強(qiáng)水敏、強(qiáng)鹽敏、速敏等敏感性危害，同時伴有固相侵入、乳化、結(jié)垢等潛在損害，致使地層滲透率降低，油井產(chǎn)量急劇下降，主要區(qū)塊：長蘆油田。

根據(jù)井控安全環(huán)保要求，油水井修井作業(yè)前要求必須進(jìn)行洗壓井作業(yè)，以保證井控環(huán)保安全，這樣就與油層保護(hù)之間矛盾日益顯著，導(dǎo)致油層污染形勢更加嚴(yán)峻，恢復(fù)期延長，油井產(chǎn)量下降。因此很有必要研究可控不壓井作業(yè)技術(shù)，滿足油井常規(guī)作業(yè)中井控和安全生產(chǎn)的要求，保護(hù)油氣層，穩(wěn)定單井產(chǎn)量，為油田的可持續(xù)發(fā)展做好技術(shù)支撐。

1 可控不壓井作業(yè)技術(shù)研究的意義

大港油田近三年油井維護(hù)性作業(yè)產(chǎn)量平均恢復(fù)率84%，每年因壓井作業(yè)損失的產(chǎn)量達(dá)43000多噸，恢復(fù)期長、作業(yè)過程中的油層保護(hù)等問題已嚴(yán)重影響了油井的產(chǎn)量。

目前，國內(nèi)主要采用兩種作業(yè)方式保護(hù)油氣層：一是，采用暫堵液封堵油層后進(jìn)行洗壓井作業(yè)或利用油層保護(hù)液直接進(jìn)行洗壓井作業(yè)，雖然大大減小了壓井液侵入地層后對地層的傷害，但由于對油藏地質(zhì)性質(zhì)要求很高、油層保護(hù)成本投入大，廣泛推廣應(yīng)用受到嚴(yán)重制約；二是，利用帶壓作業(yè)裝置進(jìn)行不壓井作業(yè)，由于帶壓作業(yè)設(shè)備復(fù)雜，作業(yè)成本高，施工難度大、周期長，也給油水井的正常生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重影響。因此，研究修井作業(yè)過程中的油層保護(hù)，防止油層污染，縮短恢復(fù)期是我們迫切需要解決的問題。

2 可控不壓井作業(yè)技術(shù)

圖3 裝置結(jié)構(gòu)示意圖

可控不壓井作業(yè)技術(shù)是隨帶壓作業(yè)技術(shù)應(yīng)運而生的一項技術(shù)，是指在老油田通過多年的開發(fā)，已經(jīng)完全掌握它的地質(zhì)規(guī)律基礎(chǔ)上，利用井口專用設(shè)備控制，在低壓漏失井和高壓低滲透油藏井進(jìn)行不壓井修井作業(yè)，可避免壓井、灌入時壓井液漏失造成油層污染，縮短恢復(fù)期，提高油井產(chǎn)量，并且該技術(shù)符合HSE要求，有效地解決了井控和保護(hù)油層的矛盾。

2.1 可控不壓井作業(yè)設(shè)備構(gòu)成（如圖3）

可控不壓井作業(yè)裝置由液控三閘板防噴器、防噴工藝管，箱式工作平臺、控抽油桿環(huán)形防噴器、護(hù)欄、油管滑道、可調(diào)節(jié)支腿、液油管刮油器、萬能封桿器、抽油桿半封防噴器、抽油桿懸掛堵塞器、防噴器液壓控制系統(tǒng)、控制閥組、排液系統(tǒng)等構(gòu)成。平臺高度1.5m左右，全部升起后在2.18m，可以配套18m井架和通井機(jī)進(jìn)行作業(yè)。

2.2 可控不壓井作業(yè)設(shè)備工作原理

2.2.1 工作原理

該裝置通過萬能封桿器封住光桿，卸掉防噴盒，安裝抽油桿半封防噴器，利用萬能封桿器及抽油桿半封防噴器倒出光桿，倒入抽油桿懸掛堵塞器，拆除井口采油樹，將液控三閘板防噴器與井口大四通對接，裝置安裝試壓合格后，即可進(jìn)行起桿又可進(jìn)行起管作業(yè)。在起桿作業(yè)時，平臺上安裝液控環(huán)形防噴器，液控環(huán)形防噴器下部連接的工藝管剛好插入三閘板防噴器內(nèi)腔，關(guān)閉卡瓦和半封閘板可將液控環(huán)形防噴器固定并封閉環(huán)空。液控環(huán)形防噴器即可防噴，又可防止抽油桿上頂。在起管作業(yè)時，拆掉平臺上安裝的液控環(huán)形防噴器，安裝油管刮油器。油管刮油器可將油管外表面上的油污刮凈，同時也可阻擋井口溢流上噴。如果井口有溢流，則溢流進(jìn)入箱式平臺的儲液槽，不會污染井場。儲液槽被充滿后，用排液系統(tǒng)排走。如果發(fā)生溢流，應(yīng)先關(guān)閉液控三閘板卡瓦卡住油管，然后關(guān)閉半封閘板封住環(huán)空。該裝置通過油管控制系統(tǒng)、泵桿控制系統(tǒng)、有效地解決了管桿的防噴防竄問題，從而保證了井控安全；通過廢液回收系統(tǒng)可有效地收集井口油污及廢液，保證清潔生產(chǎn)。

2.2.2 主要部件技術(shù)參數(shù)及功能作用：

（1）三閘板防噴器

結(jié)構(gòu)由下自上為：全封閘板總成、半封閘板總成、卡瓦總成。

主要功能：封閉空井筒及封閉油套環(huán)空，防止油管上竄。

技術(shù)參數(shù)：

內(nèi)通徑：Φ186mm壓力等級：21MPa防上頂力：15MPa

（2）泵桿環(huán)形防噴器

主要功能：提桿作業(yè)時，將抽油桿環(huán)形防噴器下部連接工藝管并插入三閘板防噴器內(nèi)腔，安裝到操作平臺上，關(guān)閉卡瓦和半封閘板固定液控環(huán)形防噴器，封閉油套環(huán)空?？刂埔嚎丨h(huán)形防噴器開關(guān)壓力即可刮油，又可防噴、防頂。

技術(shù)參數(shù)：

通徑：Φ76mm

適用抽油桿直徑：Φ16mm、19mm、Φ22mm、Φ25mm

密封壓力等級：14MPa

防上頂力：3MPa

（3）抽油桿懸掛堵塞器

將抽油桿懸掛堵塞器與井內(nèi)抽油桿連接牢固，倒入抽油桿懸掛堵塞器，利用抽油桿本身產(chǎn)生的重力封住油管內(nèi)環(huán)空，開井觀察油管無溢流為合格。這樣就可以拆掉采油樹，為安裝設(shè)備提供條件。

技術(shù)參數(shù)：

封堵油管內(nèi)徑：Φ62mm

額定密封壓力：7MPa

最大懸掛載荷：200kN

表1 平衡3MPa上頂力所需抽油桿的最小長度

2.3 可控不壓井作業(yè)工藝流程

2.3.1 可控不壓井作業(yè)選井原則

（1）地層解釋為油水層，無氣層，氣液比小于300，且無硫化氫等有毒有害氣體；

（2）對于低壓漏失井或井口壓力為0井，開井觀察4h，井口無油氣和溢流顯示；

（3）對于有溢流或井口壓力在0-3MPa之間的井，應(yīng)循環(huán)洗井一周以上，充分脫氣，開井觀察4h，測量套管溢流量應(yīng)不大于1m3/h，同時油管溢流量為零；

（4）井內(nèi)管柱無卡無堵，隨時可以進(jìn)行循環(huán)洗壓井。

2.3.2 可控不壓井作業(yè)工藝流程

（1）在采油樹小四通兩側(cè)安裝萬能封桿器，封住光桿，拆掉光桿盤根盒；安裝抽油桿手動單閘板防噴器，倒出并卸掉光桿；

（2）下入抽油桿懸掛堵塞器，封住油管內(nèi)環(huán)空，拆掉井口采油樹，露儲大四通上法蘭，安裝可控不壓井作業(yè)裝置并試壓合格；

（3）安裝抽油桿環(huán)形防噴器，起抽油桿作業(yè)，拆除抽油桿環(huán)形防噴器，安裝刮油器，起原井管柱及井下工具；

（4）實施油水井維修技術(shù)方案；

（5）下入完井管柱，安裝抽油桿環(huán)形防噴器，下抽油桿作業(yè)，下抽油桿懸掛堵塞器，封住油管內(nèi)環(huán)空，安裝井口及萬能封桿器及泵桿手動單閘板防噴器，倒出并卸掉抽油桿懸掛堵塞器，倒入光桿，拆掉抽油桿手動單閘板防噴器，裝光桿盤根盒，拆掉萬能封桿器，完井。

3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果分析

以港10-30-2井為例：該井為港東油田一區(qū)七八斷塊一口高產(chǎn)井，2010年2月完鉆，主力油層為NmⅣ75#層，滲透率為 623μm2，屬于低壓高流度比油藏，日產(chǎn)油8.6噸。2010年7月檢泵作業(yè)清水30m2壓井漏失20m2，作業(yè)后日產(chǎn)油下降至4.0噸，3個月后恢復(fù)至6.6噸，恢復(fù)率僅為75%（如圖4）。

該井于2012年3月17日搬上并驗收合格，18日利用萬能封桿器封住采油樹小四通內(nèi)腔及光桿，卸掉防噴盒及光桿，下入抽油桿懸掛堵塞器，封住油管內(nèi)環(huán)空，拆除采油樹小四通，安裝可控不壓井作業(yè)裝置并調(diào)試試壓合格，安裝液控環(huán)形防噴器并調(diào)節(jié)控制壓力（液控環(huán)形防噴器即可防噴、防頂，又可刮掉抽油桿），提出全部抽油桿。拆掉平臺上安裝的液控環(huán)形防噴器，安裝油管刮油器（油管刮油器可將油管外表面上的油污刮凈，同時也可阻擋井口溢流上噴），提出原井管柱。19日軟探砂面合格，利用可控不壓井作業(yè)裝置下入完井管柱及抽油桿，整個作業(yè)過程沒有使用壓井液壓井或灌注。20日開抽生產(chǎn)，當(dāng)天就恢復(fù)產(chǎn)量，日產(chǎn)油達(dá)8.0噸，恢復(fù)率達(dá)121%（如圖5），通過該井兩次檢泵作業(yè)后產(chǎn)量分析對比，利用可控不壓井作業(yè)縮短恢復(fù)期90天，累計增油360噸。

圖4 壓井作業(yè)后產(chǎn)量變化

截止2012年5月底，大港油田可控不壓井作業(yè)共實施20井次，成功實施提原井、撈砂、通井、刮削、下完井等工序作業(yè)，效果明顯，累計縮短恢復(fù)期216天，增油763噸?？煽夭粔壕鳂I(yè)設(shè)備相對帶壓作業(yè)裝置較為簡單和經(jīng)濟(jì)，可以裝備到常規(guī)小修作業(yè)動力上，進(jìn)行油水井維護(hù)性作業(yè)，其作業(yè)成本是常規(guī)維護(hù)性作業(yè)的1.5倍。另外可控不壓井作業(yè)的應(yīng)用減少了壓井液、油層保護(hù)液和車輛投入，極大地節(jié)約修井作業(yè)成本。

大港油田每年可用于可控不壓井作業(yè)的井?dāng)?shù)達(dá)1000-1200井次，可減少壓井投入1590多萬元，按每年作業(yè)1000口井計算，其中低壓漏失井920井次，高壓低滲井60井次，敏感性油藏井20井次。按每口井平均每天采油3.5噸，平均每次作業(yè)縮短恢復(fù)期4天，油層污染恢復(fù)期為90天，預(yù)計全年增油39000噸。

可見可控不壓井作業(yè)技術(shù)不僅可以保護(hù)油氣層，減少壓井液對地層的傷害，提高單井產(chǎn)量，而且還可以提高油水井工作時率，節(jié)約成本、降低費用、實現(xiàn)綜合經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

4.1 可控不壓井作業(yè)技術(shù)可以減少壓井液對地層的傷害，保護(hù)油氣層，提高單井產(chǎn)量，節(jié)約成本、降低費用、實現(xiàn)綜合經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 可控不壓井作業(yè)裝置可操作性強(qiáng)，技術(shù)參數(shù)設(shè)計合理，可以起到防噴防竄的目的，為安全生產(chǎn)和清潔生產(chǎn)提供技術(shù)保障，是未來井下作業(yè)技術(shù)升級的發(fā)展方向。

4.3 要嚴(yán)格按照可控不壓井技術(shù)條件選好區(qū)塊，結(jié)合修井工藝選好井，開展區(qū)塊整體評價，重點從縮短有井恢復(fù)期以及產(chǎn)量恢復(fù)率方面體現(xiàn)可控不壓井的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)規(guī)模效益。

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